MCS-51单片机的结构.ppt

1、第二章 MCS-51系列单片机的结构 主要内容：详细介绍单片机概念、单片机系统，单片机的中央处理器(CPU)、程序和数据存储器、输入输出等。重点是片内RAM 的分区以及个分区和特殊功能寄存器的作用。,章节内容安排 2.1 单片机的结构及引脚 2.2 单片机的内部存储器 2.3 单片机的并行输入/输出口电路 2.4 时钟电路 2.5 复位电路,2.1 单片机的结构及引脚,2.1.1 单片机的内部逻辑结构,RAM 1288,ROM Nk8,AT91RM9200,SD卡插槽,CF卡插槽,网口,USB,RST,Espon 13806显示芯片,32M内存,16M flash,FPGA,显示 接口,DSP

2、6713,CPLD,光同 步口,FPGA,32M内存芯片,2.1 单片机的逻辑结构及引脚,2.1.2 单片机的封装与信号引脚,什么是封装？,封装，就是指如何把芯片中的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接.,封装的分类？,封装主要分为直插和贴片封装两种。,2.1 单片机的逻辑结构及引脚,2.1.2 单片机的封装与信号引脚,VCC, GND XTAL1, XTAL2 RST EA/VPP ALE/PROG PSEN,外部程序存 储器读选通,2.1 单片机的逻辑结构及引脚,2.1.2 单片机的封装与信号引脚,P0.0P0.7 P1.0P1.7 P2.0P2.7 P3.0P3.7,2.

3、1 单片机的逻辑结构及引脚,2.1.2 单片机的封装与信号引脚,三 芯片引脚的第二功能,2.1 单片机的逻辑结构及引脚,2.1.2 单片机的封装与信号引脚,三 芯片引脚的第二功能,外部RAM写,外部RAM读,2.2 单片机的内部存储器,2.2.1 内部数据存储器低128单元区,2.2 单片机的内部存储器,2.2.2 内部数据存储器高128单元区,2.2 单片机的内部存储器,一、 专用寄存器简介,（4）数据指针DPTR（DPH和DPL）,（1）累加器A（或ACC-Accumulator）,（2）B寄存器（B register）,（3）程序状态字（PSW- Program Status Word）

4、,2.2.2 内部数据存储器高128单元区,2.2 单片机的内部存储器,一、 专用寄存器简介,（3）程序状态字（PSW- Program Status Word）,2.2.2 内部数据存储器高128单元区,2.2 单片机的内部存储器,2.2.3 堆栈操作,2.2 单片机的内部存储器,一 、堆栈 堆栈是一种数据项按序排列的数据结构，只能在一端(称为栈顶(top)对数据项进行插入和删除。 特点：由于堆栈数据结构只允许在一端进行操作，因而按照后进先出（LIFO-Last In First Out）的原理运作。,2.2.3 堆栈操作,2.2 单片机的内部存储器,二 、堆栈的功用,三、堆栈的开辟,1 保

5、护断点（自动方式） 2 保护现场（指令方式）,内部数据存储器,2.2.3 堆栈操作,2.2 单片机的内部存储器,四 、堆栈指针,五、堆栈操作,1 堆栈指针SP表示栈顶的地址 2 初始化在30H之后,1 入栈（push）：将数据放入堆栈的顶端，堆栈顶端指针加一。 2 出栈（pop） ：将顶端数据资料输出，堆栈顶端指针减一。,六、堆栈类型,2.2.3 堆栈操作,2.2 单片机的内部存储器,2.2.4 内部程序存储器,2.2 单片机的内部存储器,一、特点,1 有4K8的内部ROM 2 可扩展至64K8的ROM,二、中断向量表,1 特殊保留单元0000H002AH。 2 0000H0002H为启动单元

6、。 3 0003H002AH被分为5段，每段8个单元，作为5个中断源地址区。,2.2.4 内部程序存储器,2.2 单片机的内部存储器,1、片内RAM 128字节（00H7FH）； 2、片内RAM前32个单元是工作寄存器区(00H1FH) 3、片内RAM有128个可按位寻址的位，占16个单元。位地址编号为：00H7FH，分布在20H2FH单元,2.3 小结,2.2 单片机的内部存储器,4、片内21个特殊功能寄存器(SFR)中：地址号能被 8整除的 SFR中的各位也可按位寻址（P.33-34） 5、可寻址片外RAM 64K字节 （0000HFFFFH） 6、可寻址片外ROM 64K字节 （0000

7、HFFFFH）,2.3 小结,2.2 单片机的内部存储器,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,2.3.1 P0口逻辑结构,图 P0口位结构电路逻辑,寻址外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口；不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,2.3.1 P0口逻辑结构,图 P0口位结构电路逻辑,控制=1，作地址/数据复用口,=1,导 通,1,1,截 止,（1）输出地址/数据 =0 时,=0,0,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,2.3.1 P0口逻辑结构,图 P0口位结构电路逻辑,控制=1，作地址/数据复用口,=1,导 通,0

8、,1,截 止,（2）输出地址/数据 =1 时,=1,1,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,2.3.1 P0口逻辑结构,图 P0口位结构电路逻辑,控制=1，作地址/数据复用口,=1,（3）输入时，输入指令 将引脚和内部总线直通,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,2.3.1 P0口逻辑结构,图 P0口位结构电路逻辑,控制=0，作输入脚 （先对其写1）,=0,0,截 止,1,1,0,截 止,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,2.3.1 P0口逻辑结构,图 P0口位结构电路逻辑,控制=0， 作输出脚？,=0,0,截 止,1,1,0,截 止,浮 空 ？,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,

9、2.3.1 P1口逻辑结构,图 P1口位结构电路逻辑,准双向I/O口 （内置了上拉电阻） 输出时一切照常， 仅在作输入口用时 要先对其写“1”。,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,2.3.1 P1口逻辑结构,图 P1口位结构电路逻辑,输出1时,1,1,0,截 止,引脚=1,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,2.3.1 P1口逻辑结构,图 P1口位结构电路逻辑,输出0时,0,0,1,导 通,引脚=0,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,2.3.1 P1口逻辑结构,图 P1口位结构电路逻辑,输入时要先对其写1,1,1,0,截 止,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,2.3.1 P2口逻

10、辑结构,图 P2口位结构电路逻辑,双向I/O （内置了上拉电阻） 寻址外部程序存储器时输出高8位地址；不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,2.3.1 P2口逻辑结构,图 P2口位结构电路逻辑,控制=0时， 此脚作通用输出口： 输出=1时 （请同学分析),=0,1,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,2.3.1 P2口逻辑结构,图 P2口位结构电路逻辑,控制=0时， 此脚作通用输出口： 输出=0时 （请同学分析),=0,0,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,2.3.1 P2口逻辑结构,图 P2口位结构电路逻辑,控制=1时， 此脚作高8位

11、地址输出口： 输出=0时 （请同学分析),=1,0,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,2.3.1 P3口逻辑结构,图 P3口位结构电路逻辑,双功能口（内置了上拉电阻） 它具有特定的第二功能。在不使用它的第二功能时它就是普通的通用准双向I/O口。,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,2.3.1 P3口逻辑结构,图 P3口位结构电路逻辑,WD,RD,TxD,作第二功能输出时， 内部D自动给1,1,1,1,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,2.3.1 P3口逻辑结构,图 P3口位结构电路逻辑,此端自动给1,作第二功能输入时， 内部D自动给1，第二输出 功能自动给1,1,1,1,1,截 止,

12、RxD，T0，T1，INT0，INT1,2.3 单片机的并行输入/输出口电路,2.3.4 小结,1、P0.0P0.7:8位数据口和输出低8位地址复用口 (复用时是双向口；不复用时也是准双向口) 2、P1.0P1.7: 通用I/O口（准双向口）,3、P2.0P2.7: 输出高8位地址 （用于寻址时是输出口；不寻址时是准双向口） 4、P3.0P3.7: 具有特定的第二功能（准双向口）,章节内容安排 2.1 单片机的逻辑结构及引脚 2.2 单片机的内部存储器 2.3 单片机的并行输入/输出口电路 2.4 单片机的工作方式 2.5 本章知识回顾,2.4 单片机低功耗工作模式,2.4.1 单片机低功耗的意义,1 降低发热量 2 提高可靠性 3 降低单片机系统的整体功耗 4 提高便携式设备的使用周期,（1）待机模式概述 （2）待机模式的控制,2.4 单片机低功耗工作模式,2.4.2 两种低功耗工作模式,一、 待机模式（Idle Mode）,2.4 单片机低功耗工作模式,2.4.2 两种低功耗工作模式,（1）掉电模式概述 （2）掉电模式的控制,二、 掉电模式（Power Down Mode）,2.4.3 低功耗模式的应用,2.4 单片机低功耗工作模式,降低功耗 2. 抗电磁干扰,章节内容安排 2